Các nhà khoa học phát hiện một đợt biến đổi khí hậu bí ẩn đang thúc đẩy lũ lụt và hạn hán cực đoan trên toàn cầu

Hạn hán và lũ lụt có thể đảo lộn cuộc sống con người, phá vỡ các hệ sinh thái tự nhiên và gây áp lực lớn lên nền kinh tế ở nhiều quốc gia. Các nhà khoa học tại Đại học Texas ở Austin đang tìm cách hiểu rõ hơn những hiện tượng nước cực đoan này bằng cách theo dõi cách chúng xuất hiện và biến đổi trên phạm vi toàn cầu. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự tồn tại của một mô hình khí hậu mạnh mẽ, đóng vai trò trung tâm trong việc hình thành các cực đoan đó.

Một nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí AGU Advances cho biết, trong vòng 20 năm qua, ENSO – mô hình dao động khí hậu lặp lại ở khu vực xích đạo Thái Bình Dương, bao gồm El Niño và La Niña – là yếu tố chi phối chính gây ra những biến động cực đoan về tổng trữ lượng nước trên toàn thế giới. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ENSO có xu hướng “đồng bộ hóa” các cực đoan này, khiến những khu vực cách xa nhau vẫn có thể cùng lúc trải qua tình trạng ẩm ướt bất thường hoặc khô hạn nghiêm trọng.

Theo đồng tác giả Bridget Scanlon, giáo sư nghiên cứu tại Cục Địa chất Kinh tế thuộc Trường Khoa học Địa chất UT Jackson, việc nhìn nhận các cực đoan về nước ở quy mô toàn cầu có ý nghĩa rất lớn đối với công tác nhân đạo và hoạch định chính sách.

Bà cho biết, khi quan sát ở quy mô toàn cầu, các nhà khoa học có thể xác định những khu vực đang cùng lúc dư thừa nước hoặc cùng lúc thiếu nước. Điều này tác động trực tiếp đến khả năng cung cấp nước, sản xuất lương thực, thương mại thực phẩm và hàng loạt vấn đề mang tính toàn cầu khác.

Khi nhiều khu vực đồng thời phải đối mặt với các điều kiện nước cực đoan, hệ quả không chỉ dừng lại ở cấp địa phương mà còn lan rộng tới hệ thống lương thực, chuỗi cung ứng và cả sự hợp tác quốc tế.

“Tổng trữ lượng nước” là một chỉ số khí hậu toàn diện, bao gồm tất cả các dạng nước trong một khu vực nhất định. Chỉ số này tính đến nước mặt trong sông hồ, tuyết tích tụ, độ ẩm trong đất và cả lượng nước ngầm nằm sâu dưới lòng đất. Việc xem xét bức tranh đầy đủ này giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cách hệ thống nước phản ứng trước các tác động của khí hậu.

Đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên phân tích các cực đoan về tổng trữ lượng nước song song với ENSO ở quy mô toàn cầu. Theo tác giả chính Ashraf Rateb, cách tiếp cận này cho phép các nhà khoa học nhìn ra mối liên hệ giữa những điều kiện cực đoan ở các khu vực khác nhau.

Ông cho rằng, hầu hết các nghiên cứu trước đây chỉ đếm số lần xảy ra sự kiện cực đoan hoặc đo mức độ nghiêm trọng của chúng. Tuy nhiên, vì bản chất các hiện tượng cực đoan vốn hiếm gặp, dữ liệu thu được thường rất hạn chế. Thay vào đó, nhóm nghiên cứu tập trung phân tích sự kết nối không gian giữa các cực đoan, qua đó thu được nhiều thông tin hơn về những mô hình đang chi phối hạn hán và lũ lụt trên toàn cầu.

Dữ liệu vệ tinh hé lộ sự dịch chuyển của nước

Để ước tính tổng trữ lượng nước, nhóm nghiên cứu sử dụng các phép đo trọng lực từ vệ tinh GRACE và GRACE Follow-On (GRACE-FO) của NASA. Những quan sát này cho phép phát hiện sự thay đổi khối lượng nước trên những khu vực có kích thước khoảng 300–400 km, tương đương diện tích của một bang như Indiana (Mỹ).

Nhóm xác định các cực đoan ẩm ướt là khi trữ lượng nước vượt quá ngưỡng 90% của một khu vực, trong khi cực đoan khô hạn được xác định khi trữ lượng nước thấp hơn 10%.

Kết quả cho thấy, những biến động bất thường của ENSO có thể đẩy các khu vực ở rất xa nhau vào tình trạng ẩm ướt hoặc khô hạn cực đoan cùng một thời điểm. Ở một số nơi, El Niño liên quan đến các đợt khô hạn nghiêm trọng, trong khi tại các khu vực khác, tình trạng khô hạn lại gắn với La Niña. Các cực đoan ẩm ướt thường có xu hướng ngược lại.

Những ví dụ thực tế trên khắp thế giới

Nghiên cứu nêu bật nhiều trường hợp đáng chú ý. Vào giữa những năm 2000, El Niño trùng với một đợt hạn hán nghiêm trọng tại Nam Phi. Một sự kiện El Niño khác trong giai đoạn 2015–2016 cũng liên quan đến tình trạng khô hạn ở khu vực Amazon. Ngược lại, La Niña trong giai đoạn 2010–2011 đã mang đến lượng mưa bất thường cho Australia, đông nam Brazil và Nam Phi.

Không chỉ dừng ở các sự kiện riêng lẻ, nhóm nghiên cứu còn phát hiện một sự thay đổi rộng hơn trong hành vi của hệ thống nước toàn cầu vào khoảng năm 2011–2012. Trước năm 2011, các cực đoan ẩm ướt xuất hiện phổ biến hơn trên phạm vi toàn cầu. Sau năm 2012, các cực đoan khô hạn lại trở nên thường xuyên hơn. Nhóm cho rằng sự thay đổi này có liên quan đến một mô hình khí hậu kéo dài ở Thái Bình Dương, ảnh hưởng đến cách ENSO tác động lên hệ thống nước toàn cầu.

Bù đắp những khoảng trống dữ liệu

Do dữ liệu từ GRACE và GRACE-FO không liên tục, bao gồm khoảng gián đoạn 11 tháng giữa hai sứ mệnh vào giai đoạn 2017–2018, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình xác suất dựa trên mô hình không gian để ước tính các cực đoan về trữ lượng nước trong thời gian không có dữ liệu vệ tinh.

Dù chuỗi dữ liệu vệ tinh mới chỉ kéo dài 22 năm (từ 2002 đến 2024), JT Reager – phó trưởng nhóm khoa học của sứ mệnh GRACE-FO tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA – cho biết chừng đó cũng đủ để cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa các chu kỳ khí hậu và hành vi của hệ thống nước toàn cầu.

Theo ông, nghiên cứu đã nắm bắt được “nhịp điệu” của những chu kỳ khí hậu lớn như El Niño và La Niña, cũng như cách chúng tác động đến lũ lụt và hạn hán – những hiện tượng mà con người ở khắp nơi đều phải đối mặt. Không chỉ riêng Thái Bình Dương tự vận hành theo cách của nó, mà những gì xảy ra ở đó cuối cùng cũng ảnh hưởng đến cuộc sống trên đất liền.

Bà Scanlon cho rằng kết quả nghiên cứu một lần nữa nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem lũ lụt và hạn hán như những thành phần tự nhiên của hệ thống khí hậu, thay vì chỉ coi đó là những thảm họa bất thường.

Theo bà, con người thường nói rằng chúng ta đang “cạn kiệt nước”, nhưng vấn đề cốt lõi thực chất nằm ở việc quản lý các cực đoan. Và đó là một thông điệp hoàn toàn khác, đòi hỏi cách tiếp cận mới mẻ hơn trong hoạch định và ứng phó.